微生物讲义

电子讲义- 第一章绪论[中文]

教学大纲

一、微生物学是一门实验手段较强的学科，本课程共56学时，24学时的实验，12-19周。在成绩考核中，理论60%＋实验30%+平时成绩10%。

二、纪律要求：课堂纪律大家都很清楚，需强调一下出勤纪律，凡无故缺席一次扣5分，凡无故早退、迟到一次扣1分，当10分扣完后，再出现无故缺席、早退、迟到的就取消考试资格。

三、提问：谈谈对微生物或微生物学的认识？学完本课程后再比较一下今天的答案就知道自己是否有收获，大家涌跃一点，对答案我不作评价，在以后的不断学习中大家再丰富自己的答案。（提出问题的理由：上课前，调查同学们得知，认为微生物很高深，很难学，因为他们的微生物知识太少，发以前学过生物，也限于动物、植物、或人（生理卫生），微生物可能知道两个名词而已，但是微生物给人的关系密切，如病毒、细菌之类的名词，与他们才学的无机、有机化学等不同，这些课在中学有很好的基础了，现在只是深化学习。而对微生物因为他几乎肉眼不可见，同学们的好奇又使他们比较的兴趣）。

第一章绪论

计划学时：2学时

重点；微生物学的定义、类群、特点研究对象，微生物学发展的奠基者巴斯德、科赫对微生物学的贡献。

一、微生物概述

(一) 什么是微生物

微生物是一切不借助显微镜肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。它们都是一些个体微小（一般＜0.1mm）、构造简单（单细胞、简单多细胞、非细胞）的低等生物。包括：

2、20世纪70年代末，C.R.Woese等人提出三域学说：细菌域、古细菌域和真核生物域。16S rRNA、18S rRNA序列来进行划分的。认为生物的发展不是一个简单的由原核生物发展到更为复杂的真核生物的过程，生物界明显存在3个发展不同的基因系统。这三个类型都是由一个尚不明确的始祖生物大约在35亿年前各自发展起来的。

微生物不是生物分类系统中的一个类群，它是微小生物的总称，涵盖全部真细菌、古细菌和真核生物中的部分真菌、单细胞藻类和原生动物，以及非细胞生物病毒。

(三) 微生物的特点

1、个体微小，结构简单。细胞大小以微米和纳米计量。需用显微镜进行观察。单细胞、简单多细胞、非细胞的低等生物。

2、生长旺，繁殖快。至今被人类研究得最透彻的生物E.coli, 在合适的生长条件下，细胞分裂1次仅需12.5- 20min。若按平均20min分裂1次计，则1h可分裂3次，每昼夜可分裂72次，这时，原初的—个细菌已产生了4 722 366 500万亿个后代，总重约可达4 722t。若将细菌平铺在地球表面，能将地球表面覆盖。事实上，由于营养、空间和代谢产物等条件的限制，微生物的几何级数分裂速度充其量只能维持数小时而已。

3、代谢类型多，活性强。微生物的生理代谢类型之多；是动、植物所大大不及的。例如：分解地球上贮量最丰富的初级有机物—天然气、石油、纤维素、木质素的能力为微生物所垄断；微生物有着最多样的产能方式，诸如细菌的光合作用，化能合成作用，各种厌氧产能途径等；生物固氮作用；合成各种次生代谢产物；抵抗极端环境的能力；分解氰、酚、多氯联苯等有毒和剧毒物质的能力，等等。

4、分布广泛。微生物因其体积小、重量轻和数量多等原因，可以到处传播以致达到“无孔不入”的地步，只要条件合适，它们就可“随遇而安”。地球上除了火山的中心区域等少数地方外，从土壤圈、水圈、大气圈至岩石圈；植物、动物、人体内到处都有它们的踪迹。有高等生物的地方均有微生物生活，动植物不能生活的极端环境也有微生物存在。再比如：人体正常微生物区系由微生物组成，多数是细菌，它们存在于与外部环境接触的体腔表面，即皮肤、口腔、胃腔道、阴

道、泌尿道。定居于这些部位的细菌数量巨大，它们是哺乳动物细胞数的10倍（细胞微生物学陈复兴、江学成等主译，北京｜人民军医出版社，2001：10）。

5、种类多，数量多。迄今为止，人类已描述过的生物总数约200万种。据估计，微生物的总数约在50万至600万种之间，其中已记载的仅约20万种(1995年)，包括原核生物3500种，病毒4000种，真菌9万种，原生动物和藻类10万种；随着人类对微生物的不断开发、研究和利用，这些数字还在急剧增长。据报道，当前全球的细菌总数约为5×1030个。在局部环境中数量多，如每克土壤含微生物几千万至几亿个。

6、易变异，适应性强。微生物的个体一般都是单细胞、简单多细胞甚至非细胞的，它们通常都是单倍体，加之它们具有繁殖能力快、数量多及与环境直接接触等原因，即使变异的频率十分低(一般为10-5～10-10)，也可在短时间内出现大量变异的后代。因此，微生物的变异性使其具有极强的适应能力，如抗热性、抗寒性、抗盐性、抗氧性、酸热性、抗压性、抗毒等能力。

二、微生物学研究的主要内容及成就

1、研究的基本内容：

①微生物细胞的结构和功能，研究细胞的构建及其能量、物质、信息的运转；

②微生物进化和多样性，研究微生物的种类，它们之间的相似性和区别，以及微生物的起源；

③生态学规律，研究不同微生物之间以及它们同环境之间的相互作用；

④微生物同人类的关系。

2、微生物学的主要分枝学科

3、研究微生物学的基本方法：

（1）显微镜技术（2）无菌技术（3）纯种分离技术（4）纯种培养技术

纯种培养技术发展特点：①以固体培养为主，发展到以液体培养为主；②从浅层培养法发展到深层发酵法；③从静止培养法发展到通气搅拌培养法；④从单罐培养发展到连续培养以及多级连续培养；⑤从利用分散的微生物细胞发展到固定化细胞；⑥从利用自然菌种到利用变异菌株以及“工程菌”等等。

4、微生物学的发展（自学P1-3）

4.1、微生物学的早期发展

1.微生物的发现（微生物形态学的发展）

在人们真正看到微生物之前，实际上已经猜想或感觉到它们的存在，甚至人们已经在不知不觉中应用它们。我国劳动人民已很早就认识到微生物的存在和作用，也是最早应用微生物的少数国家之一。据考古学推测，我国在8000年以前已经出现了曲蘖酿酒了，4000多年前我国酿酒已十分普遍，而且当时的埃及人也已学会烘制面包和酿制果酒，2500年前我国人民已发明酿酱、醋，知道用曲治消化道疾病。公元六世纪(北魏时期)，我国贾思勰的巨著"齐民要术"详细地记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺。公元九世纪到十世纪我国已发明用鼻苗法种痘，用细菌浸出法开采铜。到了16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro才明确提出疾病是由肉眼看不见的生物